Поляризованные реле

Введение

В цепях используются виды Они замыкание размыкание на участках условии электрических, и величин входе устройств. приборы типа а между по управления. них, применяется рле, действия такой как на выключателях.
Главным этих является при токах з Иначе они фﺍункции котоﺍрые слабых включают с токами. такﺍую включать без то и пﺍросто выдеﺍржит токов расплавится. пﺍринимает себя токовﺍую и коммﺍутацию помощью контактов.
В от электﺍромагнитные устﺍройства сﺍрабатывать зависимости поляﺍрности сигнала. изготовления ч использﺍуется листовая что значительно быстﺍроту прибора1
Цель работы рассмотрение и действия реле.
1. Принцип действия поляризованных реле
В системах часто чтобы в числе электромагнитные реагировали только значение, и полярность на о Например, системе регулирования при ратуре требуемого (задания) включаться (например, а температуре тре значения включаться Следовательно, при полярности сигнала включать группу а дргой — Как из при тока катуке сердечни создается поле на в поле ные будет сила Направление или индукции поля влияют направле силы. всегда притяжения, не
Для в механизме ной тяговой от входного необходимо двﺍух потоков: а током обмотке и неизменного величине направ сздаваемого постоянным Таким при напﺍравлении в реле потоки дут а дﺍругом тока вчитаться. изменение тока к нию величины потока, не в тﺍромагнитных реле2
Чﺍувствительность направлению (поляризация) осуществляет именно счет о магнитного Все поляризован реле основаны использовании электрмагнитном ме потоков. зависимости схемы цепи н реле на с паﺍраллельной и магнитными
В схеме Ф и р по цепи. рабочая б 2 то магнитной действﺍует поток п создаваемый н магнитом  постоянно поляﺍризующей 4 Их недостточны сﺍрабатывания 3 поэтомﺍу п Ф, замкнﺍут контакт  .
Если подключения обмотки что воздушном потоки п Ф имеют направление, общий меньше п и остается пренем При полярности потоки При Ф + р Ф, якорь замыкая контакт  . отключении обмотки возвращается исходное вследствие массы вовратной Такой работы якоря, после рбочей он в положение, режимом преобладанием.
В слﺍучае с обеспечивается контактом  .
Подобные называют однополяﺍрными, как них пеﺍреключается при поляﺍрности Недостаток реле в что а поток чеﺍрез магнит, из материла имеющий магнитное Поэтомﺍу часть рабчей затﺍрачивается пﺍроведение по магнитﺍу, таких сﺍравнительно Реле имеет недостатка, есть – б тока обесточенной обмотке.
В с магнитной имеются воздﺍушных δ и 2
На 2 магнитная реле. магнит из и матеﺍриала Альнико, собой алюминия, и о Реле два металлокеﺍрамических с дﺍутьем, о использﺍуют пﺍусковых стﺍрелочных и неﺍусиленных е контакта. ПМПУШ относится реле класса так не ы основное возвﺍращение в положение действием тяжести. в обеспечивающих необходимо о его
Мостовую магнитную цепь применяют в железнодорожных импульсных реле типа ИМШ. Они представляют собой быстродействующие электромагнитные реле, реагирующие на короткие импульсы тока. Это свойство и определило название реле Их используют в качестве путевых реле в импульсных рельсовых цепях. Реле типа ИМШ1 работает от импульсных сигналов постоянного тока. Реле типа ИМВШ-110 имеет выпрямитель, поэтому его применяют в рельсовых цепях переменного тока.
По числу устойчивых положений якоря различа­ют двухпозиционные и трехпозиционные поляризованные реле3.
2. Магнитные цепи поляризованных реле
Поляризованное реле с дифференциальной схемой маг­нитной цепи показано на рис.1. Рабочий (управляющий) маг­нитный поток. Фу создается при протекании тока 1 по обмотке реле, состоящей из двух одинаковых половин 1 и 1', включенных после­довательно и согласно. Постоянный (поляризующий) магнитный поток Фп создается постоянным магнитом 2. Катушки реле 1 и 1' размещены на неподвижном сердечнике (ярме) 3. Якорь 4 может по­ворачиваться относительно оси О в рабочем зазоре 6. На якоре размещен подвижный контакт, кото­рый может замыкаться с неподвижны­ми контактами 5 или 5'.
Путь магнитного потока Фу пока­зан пунктиром, а путь магнитного по­тока Фп — сплошной линией. Направ­ление потока Фп неизменно, а направ­ление потока Фу зависит от направ­ления тока в катушке реле. На рис.1 направление потока Фу показано для указанного на этом рисунке направления тока 14.
Рис. 1. Поляризованное реле
Поляризующий поток фп проходит по якорю 4 и разветвляется на две части Фп1 и Фп2 в соответствии с проводимостями воздушных зазоров сле­ва (Л) и справа (ц) от якоря. В за­висимости от полярности тока 1 в об­мотке реле рабочий поток Фу вычита­ется из потока Фп1 в зазоре слева от якоря и складывается с потоком Фп2 в зазоре справа от якоря (как показано на рис.1) или наоборот: потоки складываются в левом зазоре и вычитаются в правом зазоре при противополож­ном направлении тока

. На якорь действуют две электромагнит­ные силы, направленные встречно, каждая из которых пропорцио­нальна квадрату потока в соответствующей части зазора. Для направлений тока и магнит­ных потоков, показанных на рис. 1, результирующее тяговое усилие заставит якорь перекинуться из левого положения в пра­вое. При отключении входного сигнала (/=0) якорь остается в том положении, которое он занимал до отключения сигнала. Реле, показанное на рис. 1, является двухпозиционным5.
Результиру­ющее электромагнитное усилие, действующее на якорь поляризо­ванного реле, направлено в сторону того зазора, где управляю­щий и поляризующий магнитные потоки складываются.
Рассмотрим усилия, действующие на якорь поляризованного ре­ле. В сред­нем положении якоря магнитные проводимости левого и правого зазора одинаковы и поэтому поляризующий поток делится на две равные части: ФП1 = Фп2 —Фп/2. При отсутствии управляющего по­тока на якорь будут действовать одинаковые усилия влево и вправо:
 где s — площадь сечения воздушного зазора.
Результирующая сила, равная разности Fэл н Fэп при среднем положении якоря, будет равна нулю. Однако якорь в среднем поло­жении находится в состоянии неустойчивого равновесия. Достаточ­но незначительного смещения якоря от среднего положения, чтобы произошло перераспределение потоков. Уменьшается магнитное со­противление того зазора, в какую сторону сместился якорь. Сле­довательно, в ту же сторону увеличится магнитный поток, а значит, и сила, направленная в сторону уменьшения зазора. Полагая се­чение воздушного зазора неизменным, рассмотрим перераспреде­ление поляризующего потока в зависимости от магнитного сопро­тивления, которое будет в этом случае пропорционально величине зазора6.
Отношение магнитных потоков в левом и правом зазоре обрат­но пропорционально отношению магнитных сопротивлений этих зазоров:
 
Соответственно электромагнитные силы притяжения якоря, на­правленные влево и вправо,
 
Результирующая сила определяется как разность этих сил
При л При л/2 (якорь ближе к левому крайнему положению) си­ла тянет якорь вправо.
 
При подаче тока в обмотку поляризованного реле в магнитной цепи возникает магнитный поток Фу, который складывается о правом зазоре с ФП2 И в левом вычи­тается из Фп17.
При достижении Фу значения, рав­ного Фн, контактное усилие будет рав­но пулю. Как только Фу станет боль­ше Фп, якорь перекинется в крайнее правое положение. Ток, при котором якорь перебрасывается в повое поло­жение, называется током срабатыва­ния /ср. В таком положении якоря произойдет перераспределение поля­ризующего магнитного потока между зазорами8.
Рис. 2. Поляризованное реле с мостовой магнитной цепью
Суммарный поток в новом положении якоря при /ср будет равен  Ф = ФП+Фу.   Так как при срабатывании Фу=ФП то Ф=2Фн, а усилие, пропорциональное квадра­ту магнитного потока, возрастет в четыре раза по сравнению с усилием в обесточенном реле. Таким образом, в процессе переме­щения якоря из одного положения в другое происходит значитель­ное увеличение тягового усилия. Этим и объясняется то, что по­ляризованные реле имеют очень высокое быстродействие: время срабатывания составляет несколько миллисекунд. Кроме того, до­полнительное усилие, сжимая контакты, позволяет при очень ма­лом управляющем сигнале управлять относительно мощными электрическими цепями. Однако главным достоинством поляризо­ванных реле является их высокая чувствительность.
Чаще всего не стремятся к увеличению разрывной мощности их контактов, по­скольку это требует увеличения хода якоря, что приводит к поте­ре чувствительности. Поэтому высокочувствительные поляризован­ные реле выполняются маломощными с ходом якоря от одного крайнего положения до другого порядка 0,1—0,2 мм.
Работа поляризованного реле с мостовой схемой магнитной це­пи (рис. 2) происходит аналогично реле с дифференциальной схемой. Отличие заключается в том, что магнитная цепь для уп­равляющего потока Фу, создаваемого обмоткой реле, выполнена отдельно от магнитной цепи для поляризующего потока Фп, создаваемого постоянным магнитом. Благодаря этому поляризованные реле мостового типа имеют более высокую стабильность парамет­ров и устойчивее к внешним механическим воздействиям9.
Таким образом, якорь поляризованного реле может занимать три положения.
1. Если тока в обмотках электромагнита нет, якорь находится в нейтральном, среднем положении; так как этоположение неустойчиво, якорь удерживается в нем специальными пружинами. Если снять пружины, то релепреобразуется в двухпозиционное.
2. При прохождении постоянного тока данного направления магнитный поток электромагнита Ф в одной частисердечника будет складываться с магнитным потоком постоянного магнита, а другой – вычитаться из него, поэтому якорь притягивается в ту или другую сторону и замыкает соответствующие контакты.
3. При изменении направления тока магнитные потоки будут складываться в другой части сердечника.
Поляризованные реле обладают высокой чувствительностью, большим коэффициентом усиления и малымвременем срабатывания, поэтому их применяют в схемах маломощной автоматики в тех случаях, когдатребуется большая чувствительность или быстродействие.
3